Nghiên cứu thực nghiệm về khả năng giảm phông trên hệ thống phổ kế Gamma trùng phùng sử dụng đâu dò bán dẫn siêu tinh khiết

ABSTRACT: Gamma coincidence spectrometers with HPGe detectors are used for environmental research, nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ) due to Compton backgrounds of their gamma spectra are very low. In this work, three types of coincidence spectrometers such as gamma coincidence spectrometer, gamma coincidence spectrometers with TAC and sum coincidence spectrometer using HPGe are described. Some experimental results obtained by using gamma coincidence spectrometers are presented. Especially, taking advantages of the software and hardware of the sum coincidence spectrometer used for research of nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ), we have converted the spectrometer to one with very low background level.

pdf12 trang | Chia sẻ: yendt2356 | Lượt xem: 405 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu thực nghiệm về khả năng giảm phông trên hệ thống phổ kế Gamma trùng phùng sử dụng đâu dò bán dẫn siêu tinh khiết, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012 Trang 15 NGHIÊN CU TH"C NGHIM V# KH NĂNG GIM PHÔNG TRÊN H THNG PH% K GAMMA TRÙNG PHÙNG S& D'NG Đ(U DÒ BÁN D)N SIÊU TINH KHIT Đinh S* Hi+n Trưng Đi hc Khoa hc T nhiên, ĐHQG-HCM (Bài nhn ngày 21 tháng 06 năm 2011, hoàn chnh sa cha ngày 15 tháng 03 năm 2012) TÓM TT: H th ng ph k gamma trùng phùng dùng ñu dò bán dn siêu tinh khit HPGe ñưc s dng trong nghiên cu môi trư ng, nghiên cu phn ng ht nhân (n, γ), (n, 2γ) vì nn phông Compton trong ph gamma thu ñưc ca loi ph k này rt thp. Trong công trình này, nhng h ph k gamma trùng phùng như: s dng kh i trùng phùng thông thư ng, s dng kh i bin ñi th i gian- biên ñ, trùng phùng tng ñưc tng quan và nhng kt qu thc nghi m thu ñưc trên các h th ng ph k gamma trùng phùng s dng ñu dò bán dn HPGe ñưc trình bày. Đ"c bi t, khi li dng nhng ưu ñim ca phn cng và phn mm ca ph k gamma trùng phùng tng cho nghiên cu phn ng ht nhân (n, γ), (n, 2γ),chúng tôi ñã to nên ph k gamma v i phông rt thp. T khóa: ph k gamma s dng ñu dò bán dn siêu tinh khit HPGe, ph k gamma trùng phùng s dng ñu dò HPGe, ph k trùng phùng tng. M Đ(U Ph& k gamma s dng ñ$u dò bán d0n siêu tinh khit Germani (HPGe) ñưc s dng ph& bin trong nhiu lĩnh vc ng dng k thut ht nhân vì kh năng phân gi i 1,8 keV ti ñnh 1332,5 keV ca ngu%n phóng x Co-60, hi u su t ghi cao. Đ c ñi m ñáng lưu ý trong các ph& gamma thu ñưc bao g%m các ñnh quang và mt nn Compton kèm theo cho nên ñnh quang càng nhiu thì nn Compton càng cao. V m t công ngh , các hãng ch to ñ$u dò bán d0n như Canberra, ORTEC ñã phát tri n các loi ñ$u dò bán d0n Germani siêu tinh khit vi kh năng phân gi i cao, hi u su t ghi cao và tăng t2 s ñnh trên Compton (peak- Compton ratio, P/C) nhm nâng cao ñ c trưng ca ph& k gamma. Nhng ph$n mm cho thu nhn và x lý ph& gamma như Gernie-2000 ñã ñt ti trình ñ chuyên nghi p cao và thân thi n vi ngưi s dng [1]. Nhiu c gng ñ tăng t2 s P/C ca h thng ph& k gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe (hay gi m nn phông Compton) ñã ñưc thc hi n v m t phương pháp bao g%m: 1) phương pháp ñi trùng nghĩa là tín hi u Compton ñưc s dng ñ c m thu ph&; 2) phương pháp trùng phùng nghĩa là tín hi u ñnh quang ñưc s dng ñ cho phép thu ph& [2, 3]. Phương pháp trùng phùng t&ng ñưc Hoogenboom ñ xu t l$n ñ$u tiên vào năm 1958 s dng hai ñ$u dò nh p nháy NaI(Tl) [4] Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012 Trang 16 cho phép ño ph& gamma ni t$ng. H thng cng biên ñ xung ñưc thc hi n bng mch cng tương t. Xung t&ng li ra ñưc d0n ti b phân bi t mt kênh và tín hi u li ra ñưc chn ca b phân bi t m" c&ng máy phân tích biên ñ nhiu kênh cho phép ghi ph& trùng phùng. Sau này, ngưi ta phát tri n phương pháp trùng phùng t&ng cho nghiên cu ph n ng ht nhân (n, γ) [5] và (n. 2γ) cho h thng ph& k trùng phùng t&ng s dng ñ$u dò bán d0n [6, 7]. Trong công trình này nhng h thng ph& k gamma trùng phùng s dng ñ$u dò bán d0n siêu tinh khit Germani như: trùng phùng thưng; trùng phùng s dng b bin ñ&i thi gian thành biên ñ (TAC); trùng phùng t&ng ñưc t&ng quan và nhng kt qu thc nghi m thu ñưc t' nhng h thng k trên ñưc mô t . Mc ñích chính mà chúng tôi hưng ti trong công trình này là s dng k thut trùng phùng t&ng dùng ñ$u dò bán d0n HPGe hi n ñi vi kh năng phân gi i cao, hi u su t ghi cao, ñ gi m nn phông Compton ca ph& k gamma. Kt qu ño thc nghi m s dng k thut trùng phùng t&ng ñ gi m phông là r t hi u qu so vi phương pháp trùng phùng thông thư"ng và ñi trùng. V!T LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP Trưc khi kh o sát các h thng gamma trùng phùng, s dng TAC và trùng phùng t&ng, ta t&ng quan ngn gn v h thng ph& k gamma s dng ñ$u dò HPGe. H thng ph, k gamma s- dng ñ.u dò bán d/n Ge siêu tinh khit Ph& k gamma dùng ñ$u dò bán d0n HPGe ñưc s dng rng rãi trong nghiên cu vt lý ht nhân thc nghi m, nghiên cu môi trưng, trong phân tích kích hot neutron vì có kh năng phân gi i cao, hi u su t ghi cao (hi n nay có th ñt ti 100% ho c ln hơn) [3]. Sơ ñ% khi ca h thng ph& k gamma ñưc trình bày trên Hình 1. Ph& k bao g%m ñ$u dò bán d0n HPGe, cao th nuôi ñ$u dò (high voltage, HV), khuch ñi ph& k (Amp), b bin ñ&i tương t thành s (ADC), máy phân tích ña kênh ghép máy tính (MCA-PC). Bc x gamma t' ngu%n phóng x tương tác vi ñ$u dò HPGe theo ba cơ ch tương tác cơ b n: Compton, quang ñi n và to c p. Các hi u ng k trên là mnh hay yu vi vt ch t ca ñ$u dò tùy vào năng lưng ca bc x gamma (Eγ). V cơ b n, kt qu tương tác ca bc x gamma vi ñ$u dò bán d0n cho ta ph& năng lưng gamma bao g%m các ñnh quang, nn Compton, ñnh thoát ñơn, ñnh thoát kép (nu Eγ > 1,022 MeV, hi u ng to c p). Tín hi u t' li ra ca ñ$u dò bán d0n ñưc hình thành và khuch ñi nh b khuch ñi ph& k (Amp), ñưc bin ñ&i thành mã s nh b bin ñ&i tương t thành s (ADC) và ñưc lưu vào b nh ca máy tính nh b giao di n (Interface). Kt qu ta nhn ñưc ph& gamma bi u di#n phân b cưng ñ ca bc x gamma theo năng lưng. Hình 2 trình bày ph& gamma ca ngu%n phóng x Co- 60 nhn ñưc t' ph& k gamma bán d0n HPGe. Ph& bao g%m hai ñnh quang (Eγ1 = 1173,2 keV), (Eγ2 = 1332,5 keV) và nn Compton. T2 s ñnh trên Compton (P/C) nhn ñưc bng cách chia s ñm ñ cao ñnh 1332,5 keV (Co- TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012 Trang 17 60) cho s ñm trung bình ca nn Compton trong kho ng năng lưng t' 1040 keV ñn 1096 keV. HPGe Detector HV 660 INTERFACE PC 60Co ADC 7072 AMP 572A Hình 1. Sơ ñ% khi ñơn gi n ca ph& k gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe. Vi s phát tri n ca công ngh bán d0n, nhng ñ$u dò HPGe có kh năng phân gi i ñt ñưc là 1,8 keV ti 1332,5 keV, tùy vào hi u su t ca ñ$u dò t' 10 ñn 100% mà t2 s P/C có th nhn ñưc t' 40 ñn 80 [3]. Hình 2. Ph& gamma nhn ñưc s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x chu!n Co-60. Trên thc t ph& gamma là khá phc tp khi s ñnh quang trong ph& tăng, nn Compton s+ tăng theo hi u ng cng và do ñó nhng ñnh quang nm trên nn Compton này s+ b méo, nhiu ñnh quang có cưng ñ th p có th b che khu t (Hình 3). Đ gi i quyt v n ñ này ngưi ta phát tri n các ph$n mm chuyên dng ñ thu nhn và x lý ph& cho h thng này như Gernie 2000 [1], song v n ñ nn Compton thì v0n chưa ñưc gi i quyt mt cách căn b n. Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012 Trang 18 Hình 3. Ph& gamma nhn ñưc s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x chu!n Eu-152 H thng ph, k trùng phùng gamma thông thư0ng Đ gi m phông Compton ngưi ta s dng h thng ph& k trùng phùng ñưc trình bày trên Hình 4. Hình 4. Sơ ñ% khi ca h thng ph& k trùng phùng gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe H thng bao g%m: hai ñ$u dò bán d0n HPGe thưng là loi nm ngang ñưc ñ t ñi di n nhau, ngu%n nuôi cao th (HV 660), hai kênh ph& biên ñ hoàn toàn ging nhau (khuch ñi ph& k AMP 572, ADC 7072), hai kênh khuch ñi, hình thành xung và phân bi t nhanh (TFA- 474, CFD-584), làm chm ns, khi trùng phùng (COINC- 414A), mch giao di n ni vi PC. Mch khuch ñi ph& k s+ khuch ñi xung ra t' tin khuch ñi nhy ñi n tích ca ñ$u dò TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012 Trang 19 HPGe, hình thành xung ñ nâng cao t2 s tín hi u trên tp âm (S/N). Mch khuch ñi và phân bi t nhanh hình thành các xung ñánh d u chính xác s ki n v thi gian trong d i ns [3]. Tín hi u t' li ra ca tin khuch ñi nhy ñi n tích ni vi hai ñ$u dò bán d0n ñưc khuch ñi và hình thành, ñưc bin ñ&i thành s nh ADC và ñưc lưu vào b nh ca giao di n. T' li ra thi gian ca tin khuch ñi, tín hi u ñưc ni vi b khuch ñi nhanh, hình thành bng b phân bi t nhanh CFD, ñưa ti li vào trùng phùng nhanh 414A. Tín hi u li ra trùng phùng nhanh s+ ñiu khi n giao di n cho phép ADC bin ñ&i tín hi u và ch có tín hi u này ñưc ghi vào b nh. Đ ki m tra t2 s ñnh trên Compton (P/C) hay kh năng gi m phông ca h thng ph& k gamma này chúng tôi dùng quy trình ki m tra chu!n mà nhiu phòng thí nghi m trên th gii s dng [3], ñó là dùng ngu%n chu!n Co–60, tin hành thu ph& gamma không trùng phùng và có trùng phùng trong kho ng thi gian xác ñnh. T2 s P/C là t2 s ca s ñm ti ñnh quang (1332,5 keV) và s ñm trung bình ca nn Compton trong kho ng năng lưng t' 1040 keV ñn 1096 keV. Kt thúc quá trình ño ta thu ñưc ph& gamma trùng phùng như Hình 5. Nn Compton ca ph& gamma trong Hình 5 b gi m ñáng k và ph3ng hơn nhiu so vi Hình 2. T2 s P/C ñưc làm tt lên c4 t' 3 ñn 4 l$n. Ta nhn th y trong cùng thi gian ño vi ph& trên Hình 2, s ñm ti ñnh quang trong Hình 5 là khá th p. Thi gian phân gi i trùng phùng ti ưu cũng ñưc kh o sát trong thí nghi m này. T2 s P/C ti ưu khi thi gian phân gi i là 60 ns và thi gian làm chm trong kênh nhanh là 40 ns. Nguyên nhân có s ph thuc ca t2 s P/C vào thi gian phân gi i trùng phùng là do s ñm trùng phùng ng0u nhiên tăng khi tăng thi gian phân gi i trùng phùng. Nu ta gi Nacc là s ñm trùng phùng ng0u nhiên, N1 và N2 là s ñm trong hai kênh nhanh tương ng, thì quan h gia s ñm trùng phùng ng0u nhiên vi N1, N2 và thi gian phân gi i trùng phùng τ ñưc cho bng: Nacc = 2 N1 N2 τ (1) Theo công thc (1), thi gian phân gi i trùng phùng τ càng nh* thì s ñm trùng phùng ng0u nhiên càng nh* và ph& trùng phùng càng lý tư"ng, song trong thc t s dng ñ$u dò bán d0n HPGe hi u su t cao (dung tích ñ$u dò ln) t%n ti hi u ng thi gian t ñi n tích cho nên m t tăng xung là r t khác nhau d0n ti ph i chn τ ti ưu ñ ñ m b o hi u su t trùng phùng cho t'ng h thng. Trong trưng hp ca thí nghi m này, chúng tôi s dng ñ$u dò bán d0n HPGe có hi u su t ghi 15% và thi gian phân gi i ti ưu là 60 ns. Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012 Trang 20 Hình 5. So sánh ph& gamma thông thưng (ñưng màu xanh) và ph& gamma trùng phùng (ñưng màu ñ*) s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n Co-60 So sánh trc tip kh năng gi m nn Compton ca ph& k gamma trùng phùng và ph& k gamma thông thưng ñưc trình bày trên Hình 5. H thng ph, k gamma trùng phùng s- dng bin ñ,i th0i gian biên ñ (TAC) Đ gi m phông Compton ngưi ta s dng h thng ph& k gamma trùng phùng s dng TAC hi n ñi hơn ñưc trình bày trên Hình 6. H thng bao g%m: hai ñ$u dò bán d0n HPGe thưng là loi nm ngang ñưc ñ t ñi di n nhau, ngu%n nuôi cao th (HV 660), hai kênh ph& biên ñ hoàn toàn ging nhau (khuch ñi ph& k AMP 572, ADC 7072), hai kênh khuch ñi và hình thành xung nhanh (TFA-474, CFD- 584), làm chm ns, khi bin ñ&i thi gian thành biên ñ (TAC, 566), mch giao di n ni vi PC. GC 1518 HV 660 TFA 474 CFD 584 TAC 566 ADC 8713 I N T E R F A C E PC Inter Tech nique 60Co TFA 474 Delay ADC 7072 CFD 584 ADC 7072 HV 660 AMP 572A AMP 572A Hình 6. Sơ ñ% khi ca h thng ph& k trùng phùng gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi TAC TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012 Trang 21 Tín hi u t' li ra ca tin khuch ñi nhy ñi n tích ni vi hai ñ$u dò bán d0n ñưc khuch ñi và hình thành, bin ñ&i thành s nh ADC và lưu vào b nh ca giao di n. T' li ra thi gian ca tin khuch ñi, tín hi u ñưc ni vi hai b khuch ñi nhanh, hình thành bng hai b phân bi t nhanh CFD, mt li ra ca CFD ñưc ñưa ti li vào “start” và li ra khác qua làm chm ñưc ñưa ti li vào “stop” ca TAC 566. Tín hi u li ra SCA ca TAC ñiu khi n giao di n cho phép ADC bin ñ&i tín hi u và ch có tín hi u này ñưc ghi vào b nh. Kt thúc quá trình ño ta thu ñưc ph& gamma trùng phùng như Hình 7 (ñưng màu xanh 2). Nn Compton ca ph& gamma trong Hình 7 b gi m ñáng k và ph3ng hơn nhiu. T2 s P/C ñưc làm tt lên c4 t' 3 ñn 5 l$n. Ta nhn th y cùng thi gian ño vi ph& trên Hình 2, s ñm ti ñnh quang trong Hình 7 là khá th p. 800 1000 1200 1400 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 So de m Nang luong (keV) N¨ng l−îng ( keV) S è ® Õm 2 1 1173 1332 So de m S è ® Õm Hình 7. So sánh ph& gamma thông thưng (ñưng màu ñ*) và ph& trùng phùng gamma s dng TAC (ñưng màu xanh) s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n Co-60: 1) ph& gamma bình thưng, 2) ph& gamma trùng phùng H thng ph, k gamma trùng phùng t,ng Phương pháp trùng phùng t&ng ñưc Hoogenboom ñ xu t vào năm 1958 s dng hai ñ$u dò nh p nháy NaI(Tl) [4]. H cng biên ñ xung ñưc thc hi n bng mch cng tương t. Da vào xung li ra ca mch cng tương t và phân tích biên ñ ñ chn xung trùng phùng. Sau này, ngưi ta phát tri n phương pháp trùng phùng t&ng cho h thng ph& k trùng phùng bán d0n bng s dng ph$n mm ñ chn các xung trùng phùng t&ng trong nghiên cu ph n ng chim bc x (n, γ) [5] và (n, 2γ) [6, 7]. Nguyên tc hot ñng ca k thut này có th ñưc trình bày như sau. Nu có hai s ki n trùng phùng, thí d trong trưng hp ngu%n phóng x Co-60 vi năng lưng Eγ1 = 1173,2 keV và Eγ2 = 1332,5 keV thì ñnh t&ng s+ là Eγ = 2505,7 keV, giao di n s+ cung c p tín hi u cho phép ADC bin ñ&i, kt thúc bin ñ&i d li u s ñưc ghi vào & cng. Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012 Trang 22 Hình 8. Ph& gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x Co-60 sau khi s dng phương pháp trùng phùng t&ng Đ$u tiên ta s dng h thng ñưc trình bày trong hình 7 ñ thu ph& năng lưng gamma và ghi vào mt tp tin nh t ñnh. S dng chương trình x lý ph& chuyên dng như OriginPro 7.5 np ph& nhn ñưc ph& gamma gc, tìm ñnh t&ng và xác lp ca s& năng lưng ca ñnh t&ng. Cui cùng lc s ki n trùng phùng có t&ng nm trong ca s& k trên và trên cơ s" ñó v+ ph& năng lưng gamma trùng phùng. Kt qu ph& gamma trùng phùng t&ng sau khi x lý ñưc trình bày trong Hình 8. Ta nhn th y ph& gamma ca ngu%n Co-60 sau khi s dng phương pháp trùng phùng t&ng ch còn hai ñnh năng lưng 1173,2 keV và 1332,5 keV, nn phông Compton hoàn toàn bin m t. T2 s P/C ñt ñưc trong thí nghi m này là 850. T2 s P/C ca ph& gamma trùng phùng thc t là hu hn vì ñnh t&ng ca ngu%n Co-60 cũng nm trên nn Compton ca các ñ%ng v phóng x có năng lưng ln hơn 2505,7 keV và do ñó t2 s P/C c th là bao nhiêu tùy thuc khá nhiu vào cách chn ca s& ca nhà thc nghi m khi x lý ph&. Hình 9 so sánh ph& gamma thông thưng và ph& gamma s dng phương pháp trùng phùng t&ng. Nn Compton ca ph& trùng phùng t&ng gi m hàng trăm l$n so vi ph& gamma thông thưng. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012 Trang 23 Hình 9. Ph& gamma s dng ñ$u dò bán d0n HPGe vi ngu%n phóng x Co-60: thông thưng (ñưng không lin nét màu ñ*), sau khi s dng phương pháp trùng phùng t&ng (ñưng lin nét màu xanh). Hình 10 trình bày nh ca h thng ph& k gamma s dng hai ñ$u dò bán d0n HPGe vi bu%ng chì b o v và h thng ñi n t kèm theo dùng cho ba thí nghi m trùng phùng k trên ti kênh s 3 lò ph n ng ht nhân, Vi n nghiên cu Ht nhân Đà lt. T&ng hp kt qu ño thc nghi m trên các h thng ph& k gamma khác nhau, nhng ñ c trưng chính ca h thng ñưc trình bày trong B ng 1. B ng 1. T2 s P/C ca các h thng ph& k s dng ñ$u dò HPGe. Tên h thng Phương pháp FWHM (keV) T2 s P/C H s làm tt Tài liu tham kh o Ph& k gamma Không trùng phùng 1,8 44 1 [1] Ph& k gamma trùng phùng thưng Trùng phùng 1,8 132 3 Công trình này Ph& k gamma trùng phùng (TAC) Trùng phùng 1,8 132 3 Công trình này Ph& k gamma trùng phùng t&ng Trùng phùng t&ng 1,8 850 19 Công trình này Ph& k tri t Compton Đi trùng 1,8 264 6 [2] Ph& k tri t Compton Đi trùng 1,8 396 9 [8] Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012 Trang 24 Hình 10. 5nh toàn c nh h thng ph& k gamma s dng hai ñ$u dò bán d0n HPGe vi bu%ng chì b o v và h thng ñi n t ñưc s dng cho nhng thí nghi m trùng phùng ti kênh s 3 lò ph n ng ht nhân, Vi n nghiên cu Ht nhân Đà lt. KT LU!N Tác gi ñã trình bày mt s kt qu thc nghi m thu ñưc trên các thí nghi m v ph& k gamma trùng phùng s dng ñ$u dò HPGe và các khi ñi n t chu!n, ñ c bi t là h thng ph& k gamma trùng phùng t&ng có t2 s P/C r t cao ti Vi n Nghiên cu Ht nhân Đà lt. Nhng kt qu thc nghi m k trên cho ta th y rng nu s dng mt cách hp lý ph$n cng và ph$n mm ca h thng ph& k trùng phùng t&ng cho nghiên cu ph n ng chim bc x (n, γ), (n, 2γ) có th to nên ph& k gamma phông Compton r t th p. So vi kt qu thc nghi m v h thng phông th p tri t Compton s dng ñ$u dò HPGe và NaI(Tl) có h s P/C ñưc làm tt là 6 [2] ho c 9 [8] thì t2 s P/C ñưc làm tt bng 19 thu ñưc trên h thng ph& k gamma trùng phùng t&ng là r t h p d0n ñi vi các nhà thit k ph& k gamma phông th p. Rào c n ln nh t ng dng rng rãi các h thng ph& k này có l+ là chi phí cho mt h thng còn khá cao kho ng 100000 ñô la. Tác gi chân thành c m ơn Vi n Nghiên cu Ht nhân Đà lt ñã to ñiu ki n ñ thit lp và tin hành các thí nghi m ph& k trùng phùng gamma k trên. TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 15, SOÁ T1 2012 Trang 25 EXPERIMENTAL STUDY ON THE POSSIBILITY OF REDUCING BACKGROUND FOR THE GAMMA COINCIDENCE SPECTROMETER WITH HIGH PURE GERMANIUM DETECTORS Dinh Sy Hien University of Science, VNU-HCM ABSTRACT: Gamma coincidence spectrometers with HPGe detectors are used for environmental research, nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ) due to Compton backgrounds of their gamma spectra are very low. In this work, three types of coincidence spectrometers such as gamma coincidence spectrometer, gamma coincidence spectrometers with TAC and sum coincidence spectrometer using HPGe are described. Some experimental results obtained by using gamma coincidence spectrometers are presented. Especially, taking advantages of the software and hardware of the sum coincidence spectrometer used for research of nuclear reactions (n, γ), (n, 2γ), we have converted the spectrometer to one with very low background level. Key words: gamma spectrometer using HPGe detector, gamma coincidence spectrometer, gamma sum coincidence spectrometer. TÀI LIU THAM KHO [1]. Canberra Nuclear Product Catalogue, Edition ten. [2]. D. S. Hien, Development of nuclear spectroscopy system using high resolution semiconductor, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A 373, 406-410, (1996). [3]. Đ. S. Hin, Đi n t Ht nhân: Đu dò bán dn và x lý tín hi u, Nhà xu t b n ĐHQG HCM, (2005). [4]. A. M. Hoogenboom, A new method in gamma-ray spectroscopy: a two crystal scintillation spectrometer with improved resolution, Nuclear Instruments 3, 57- 68 (1958). [5]. H.H. Bolotin. Thermal-neutron capture gamma-gamma coincidence studies and techniques, Proceedings of the International symposium on neutron capture gamma-ray spectroscopy and related topics, 15- 34 (1981). [6]. S.T. Boneva et al., Two-step cascades of neutron radiative capture: 1. The spectroscopy of excited states of complex nuclei in the range of the neutron binding energy, Physics of Elementary Particles and Atomic Nuclei 22, 479 - 511 (1991). [7]. S.T. Boneva et al., Two-step cascades of neutron radiative capture: 2. Main parameters and peculiarities complex nuclei compound-states gamma-decay, Science & Technology Development, Vol 15, No.T1 2012 Trang 26 Physics of Elementary Particles and Atomic Nuclei 22, 1431-1475 (1991). [8]. J. L. Parus et al., Two low-level gamma spectrometry systems of the IAEA safeguards analytical laboratory, Proceedings of conference on low- background, Rossendorf/Dresden, 41- 44 (1997).

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf8668_30763_1_pb_0751_2034116.pdf